在细胞破碎仪的原理并不是太神秘、太复杂。简单说就是将电能通过换能器转换为声能，这种能量通过液体介质而变成一个一个密集的小气泡，这些小气泡迅速炸裂，产生的像小炸弹一样的能量，从而起到破碎细胞等物质的作用。
超声波是物质介质中的一种弹性机械波，它是一种波动形式，因此它可以用于探测人体的生理及病理信息，即诊断超声。同时，它又是一种能量形式，当达到一定剂量的超声在生物体内传播时，通过他们之间的相互作用，能引起生物体的功能和结构发生变化，即超声物效应。
超声波破碎法是利用超声波振荡器发射的15-25KHZ的超声波探头处理细胞悬浮液。超声波振荡器有不同的类型，常用的为电声型，它是由发生器和换能器组成，发生器能产生高频电流，换能器的作用是把电磁振荡器转换成机械振动。超声波振荡器可分为槽式和探头直接插入介质两种型式。
预备好功能波动的超声波细胞破碎仪，然后将需要破碎的植物组织，细菌及病毒细胞水溶液丢到烧杯中，固定好支架，将超声波细胞破碎固定在支架上，然后设定好任务时间、频率及振幅，超声波细胞破碎仪就会开机停止细胞破碎。
等待一段时间后即可完成破碎工作，破碎后就会破壁而出，流入酒精或者水里，它的主要作用有热效应，空化效应和机械效应，热效应是当超声在介质中传播时，摩擦力阻碍了有超声引起的分子震动，使部分能量转化为局部高热（42~43℃）。
要知道正常的临界致死温度为45.7℃，而肿瘤组织比正常组织敏感性高，故在此温度下肿瘤细胞的代谢发生阻碍，DNA、RNA/蛋白质合成受到影响，从而杀伤癌细胞而正常组织不受影响。液体中的微小气泡核在超声波作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程称超声波空化作用。
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